美國泰斯拉如何開發(fā)EV電池 探訪電池開發(fā)人員庫爾特·科蒂

　　美國泰斯拉汽車公司（Tesla Motors）把筆記本電腦的鋰離子充電電池轉(zhuǎn)用于電動汽車（EV）的想法讓世界為之一振。目前，豐田、松下和德國戴姆勒公司（Daimler AG）等紛紛向泰斯拉出資，其關(guān)注度正在直線上升之中。

　　泰斯拉于2008年推出了配備有56kWh大容量鋰離子充電電池的運(yùn)動型EV“Roadster”汽車，到目前為止已經(jīng)銷售了2000多輛。電池單元方面，使用的是用于個人電腦的直徑18mm×長65mm的“18650”電池單元。由于“18650”作為標(biāo)準(zhǔn)品在市面上大量存在，因此與車載專用電池單元相比具有價格低的特點(diǎn)。不過用于汽車的電池與用于個人電腦的相比，需要具備非常高的安全性和可靠性。那么泰斯拉公司是如何做到成功利用筆記本電腦的電池推出EV的？筆者帶著這個問題采訪了負(fù)責(zé)電池技術(shù)的泰斯拉汽車公司蓄電池技術(shù)部主管庫爾特·科蒂（Kurt Kelty）。

“Roadster”的電池系統(tǒng)是如何開發(fā)出來的？

　　科蒂：剛開始開發(fā)時，最令人頭疼的就是電池單元的采購問題。那時我們公司只是個名不見經(jīng)傳的新興EV廠商。電池廠商都不太敢跟我們合作。因?yàn)橄蛭覀兲峁┑碾姵刂笠坏┏霈F(xiàn)什么問題，可能會追究電池廠商的責(zé)任。在筆記本電腦領(lǐng)域就曾發(fā)生過多起電池發(fā)生故障、電池廠商成為眾矢之的事情。

　　我們拜訪了許多電池廠商，但每次都被拒絕。就在那時，有位技術(shù)人員對我們的想法表現(xiàn)出了很大興趣。那是某家日本廠商的技術(shù)人員。他不僅對我們的系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)了解，甚至還反過來簡潔易懂地為我們進(jìn)行了說明。多虧他的幫助，解決了電池單元的采購問題，之后Roadster的開發(fā)也就水到渠成。如今泰斯拉公司的知名度已經(jīng)提高，有許多電池廠商不請自來。

使用個人電腦的電池如何保證汽車的安全性和可靠性？

　　科蒂：其中的詳情不便公布，不過我們構(gòu)筑了一種即使有1個電池單元發(fā)生損壞并出現(xiàn)熱失控（Thermal runaway）現(xiàn)象、也不會對其他電池單元造成影響的物理性構(gòu)造（被動結(jié)構(gòu)）。Roadster的電池包由11個電池模塊組成。一個模塊由621個單元構(gòu)成，因此共配備了6831個電池單元。電池包的重量為450kg左右，體積為300L。這或許會讓人覺得過于沉重，而且體積過大，不過電池包中加入了確保安全性的系統(tǒng)，每公斤的能量密度在120Wh以上。

　　配備較多的電池單元也有其好處。即使有1個電池單元發(fā)生損壞，幾乎不會對電池整體的性能產(chǎn)生影響。由于即使1個單元已經(jīng)損壞、電池包仍能發(fā)揮作用，因此用戶可能根本察覺不到。不過只要有1個單元發(fā)生損壞，就會在車輛上顯示出錯誤信息（Error Message），以此對用戶進(jìn)行警示。這時候就需要用戶把車輛開到銷售店，以便我們回收損壞的電池單元并查明原因。

為何要配備容量高達(dá)56kWh的電池？日產(chǎn)汽車計劃于2010年12月上市的EV“聆風(fēng)”也僅為24kWh，是貴公司的一半以下。

　　科蒂：我們是以“No Compromise（決不妥協(xié)）”的想法為基礎(chǔ)在開發(fā)EV。也就是說要向用戶提供和汽油車一樣的便利性。我們并不想對用戶說“因?yàn)槭荅V，所以續(xù)航距離較短”。因此就配備了56kWh的電池，確保了在美國“LA4模式”下394km的續(xù)航距離。這樣的話，與汽油車相比也毫不遜色。另一個原因是車身內(nèi)有富余的空間（笑）。如果沒有富余的空間，當(dāng)時可能就會根據(jù)具體情況相應(yīng)地減少電池。當(dāng)然，不至于會減少到目前容量的一半的地步。

　　雖然配備了56kWh的電池，但一般設(shè)置為只充電到90％左右的模式。這樣做是為了減輕電池負(fù)荷。如果要充電到100％，就需要選擇名為“增程（Extended Range）”的模式。由于在駕駛時一般不會把電池電量全部用光，因此充到90％左右就已經(jīng)足夠使用。

即將在日本上市的“Roadster 2.5”將會提供有償電池更換服務(wù)。容量高達(dá)56kWh的電池僅需126萬日元就可以更換，為什么會這么便宜呢？

　　科蒂：這是我們對未來市場進(jìn)行預(yù)測之后確定下來的價格?，F(xiàn)在購買車輛的用戶實(shí)際開始更換電池應(yīng)該是在大約7年之后。根據(jù)用戶的使用情況，也可能是在10年之后。到那個時候，以這個價格更換應(yīng)該沒有問題。

泰斯拉今后除了Roadster之外，還將推出轎車型EV“Model S”、與豐田共同開發(fā)的“RAV4 EV”以及與戴姆勒公司共同開發(fā)的EV等。作為配備于這些車型上的電池，今后還將繼續(xù)使用18650型電池嗎？

　　科蒂：如果車載專用電池價格下降的話，當(dāng)然就不會拘泥于18650型電池。不過目前專用電池的價格太高。

　　我們目前正在對許多電池廠商的電池單元進(jìn)行評估。并不打算只拘泥于一家電池廠商。以后開發(fā)的車輛也可能會分別使用多個廠商的電池。不過我們并不打算特意去公開電池廠商名稱。作為普通消費(fèi)者來說，他們在購買筆記本電腦的時候，應(yīng)該也不會關(guān)心電池廠商是誰吧。我想在購買EV的時候也是一樣的。